浅析“电力系统自动装置”课程教学

浅析“电力系统自动装置”课程教学

　　论文关键词：电气工程及其自动化　系统自动装置　教学内客　教学方法

　　论文摘要：“电力系统自动装置”课程是电气工程及其自动化专业的专业选修课程。为了提高教学质量，针对该课程的特点，结合自身的教学实践，分析其教学中存在的问题并以此为基础从教学内客、教学方法、教学手段等方面做了一些探讨。为了更好地培养学生的创新意识，探讨了如何在教学中运用启发式教学方法和现代教学手段等问题。
　　
　　“电力系统自动装置”课程是华北水电学院电气工程及其自动化专业的选修课。通过对电力系统自动装置原理和应用的学习，使该专业学生能熟悉电力系统常用的各种自动装置，有利于该专业的毕业生较好、较快地适应电力行业的工作。
　　随着我国电力行业自动化技术的迅猛发展、教材内容的逐渐增加，教学要求也日益提高，传统的“注入式”的教学模式已经不能满足新阶段的教学要求，因此，对该课程的全面改革势在必行。实验教学是高等理工科学校的主要实验性环节之一，它在培养学生的实际操作能力、分析问题和解决问题的能力方面起着重要的作用，专业实验课程还肩负着综合运用所学基础知识和专业知识，培养学生创造能力的作用。
　　在教学中，应注重使用先进的教学方法，合理运用现代信息技术手段，改革传统的教学观念、教学方法、教学手段和教学，广泛吸收先进的教学经验，大力改革实验教学的形式和内容，使“电力系统自动装置”课程的建设和教学质量更上一个新的台阶。
　　一、课程的特点
　　“电力系统自动装置”是一门理论体系完整、实践性较强的课程。该课程的先修课程为“自动控制原理”、“电力技术”、“电力系统稳态分析”、“电力系统暂态分析”、“电力系统继电保护”、“发电厂电气部分”、“微机保护”等，后续的实践环节有“电力系统综合实验”、“毕业”、“毕业设计”等。教学内容主要包括电力系统的并网方法及其自动装置、同步发电机励磁自动控制系统、电力系统频率及有功功率的自动调节、电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置等。由于教学内容相对抽象，在学习该课程之前，学生必须先学习以上相关的课程，并应具有相关的发电厂、变电所的认识实习经历，具有较好的专业基础知识，对课程中所讲装置有初步的感性认知。
　　二、教学的现状
　　“电力系统自动装置”是一门理论与实践高度并重的专业课程，课程知识涉及面广，内容丰富，目前教学中存在的主要问题有两个方面。
　　1.教学方法问题
　　目前，“电力系统自动装置”课程的教学方法以课堂讲授为主。课堂讲授法最大的作用是它能快速地、大量而又集中地为学生提供新知识。这种教学方法对于完成“引进新内容”是合适的，但它不适合“应用新知识”和“对学生学习情况作出评价”。因此，需要进行教学改革，将学生引入到教学中来，激发学生积极应用新知识，使得教师能够及时掌握学生的学习效果。
　　2.教学内容与学时安排问题
　　随着电力系统的迅猛发展，“电力系统自动装置”课程的新知识也在不断增加，而旧的基础知识又未删减，使教学内容与教学学时之间的矛盾日益突出。目前，各个高校该课程的计划学时大致在32学时，为解决该矛盾，需要合理设置教学层次，根据后续课程教学的需要，确定合适的学时。在教学计划改革中，华北水利水电学院（以下简称“我校”）已将计划学时增加到40学时。
　　三、教学方法的探讨
　　笔者结合多年的实际工作经验和对执教该门课程的一些教学经历及体会，针对该门课程的教学思想设计，提出以下构想。
　　1.教学内容
　　为了解决课时不足与内容丰富的矛盾必须精选教学内容。教学需注重基本原理和基本方法（如电力系统并网方法、电力系统电压和无功功率自动控制、电力系统频率和有功功率自动控制等）的重点讲解，一般内容（如具体自动装置的构成）以学生自学为主，并在授课中注意归纳，讲解思路。
　　2.教学方法
　　（1）加强“讲授与讨论”的结合，提高教学质量。
　　讨论法的主要特点是将教师、学生个人独立钻研、集体学习三者结合在一起，课堂教学中有意识地搞好合作教学，使教师、学生的角色处于随时互换的动态变化中。选择适当的论题是保证课堂讨论达到预期效果的首要条件，所以教师必须精心准备活动方式和参考资料、设计集体讨论模式，学生根据讨论目的和要求，查阅相关，分组研讨完成相关教学内容，让学生在轻松的下畅所欲言，各抒己见，发表自己独立的见解，在思想火花的碰撞过程中，锻炼合作能力，培养学生自学和探究科学的能力。
　　例如，在讲解“同步发电机励磁自动控制系统”这一节时，可把学生分为三组，对同步发电机恒UF方式起励、恒α方式起励和恒IL方式进行比较。各组分别选一个主题作为研讨对象，查阅资料，开展小组讨论，分析比较各种励磁方式和各种控制方式对电力系统安全运行的影响。教师提出问题，指导学生分析问题和思考问题，学生在积极地思考和讨论中把知识从头至尾地贯穿起来，有利于培养学生分析和解决问题的能力。
　　（2）运用启发式教学，激发学生的学习兴趣，激励学生的创新能力。
　　学家乌申斯基说：“没有兴趣的强制学习，将会扼杀学生探求真理的欲望。”兴趣是学习的重要动力。在宽松和谐的教育中学生才能培养兴趣。启发式教学在教育目标上强调在传授知识的同时重视能力的培养及非智力因素的发展。在教与学的关系上，在肯定教师主动作用的同时，强调学生既是教育的对象，又是具有主观能动性的认识主体。因而，在教学方法的运用上应首先着眼于强调学生学习的积极性和主动性，使学生处于积极的状态。第二，将教学活动的重点放在组织和学生独立学习的活动上，并不断提高学生学习的独立性。第三，注重学习方法和研究方法的指导。第四，注重教学方法的多样性与灵活性及各种教学方法的配合，发挥教学方法的综合效应。[3]
　　例如，在进行同步发电机准同期并列实验时，要求学生掌握准同期并列的理想条件，然后到实验室熟悉实验设备，比较手动准同期和自动准同期的调整并列过程，分析合闸冲击电流的大小与哪些因素有关。这样，通过前面的理论学习，学生对整个实验方案的目标比较明确，实验过程中出现的问题可以翻阅资料自行处理，而教师在实验中仅起引导和辅助作用。这样有利于学生克服依赖，培养学生独立学习和独立思考的能力。
　　（3）改革实验教学，培养学生实践能力。
　　实验课是理论知识在教学条件下的应用，从内容上讲多数为对已有科学实验的重复，从方法上讲则是对科学实验方法的学习和训练。“系统自动装置”课程的实验为验证性和设计性试验。通过实验教学与理论教学的结合，加深了学生对理论知识的理解和掌握；培养学生运用实验手段探求新知识，提高从事实验研究的能力；同时，学生通过自身的积极思考，提高了学习的自觉性和主动性。
　　我校电力系统综合自动化实验室是基于“WDT-Ⅲ型电力系统综合自动化试验台”和“PS-7G型电力系统微机监控试验台”上进行，针对电力系统教学实验而设计，其工作方式是按发电机通过输电线路与无穷大系统联接，构成“一机—无穷大”电力系统而设计的，同时考虑模型操作的灵活和方便。在设计中，教师根据实验内容可适当增加一些与外部联接的功能，在一定程度上扩大其使用功能。这样可以充分发挥学生在科学实验方面的主动性和创造能力，提高教师实验教学的水平和质量。
　　（4）使用多媒体教学。
　　多媒体教学具有直观性、动态性、图文声像并茂、交互性等特点，从而能多角度调动学生的情绪、注意力和兴趣，学生有更多的参与，更为主动，通过创造反思环境，有利于学生形成新的认知结构。教学过程中不但可以使用PPT课件作为主要教学手段，而且可以利用Flash 软件将电力系统自动装置中的重要控制过程，如将“电力系统并网”做成动画直观地演示。从学生和成绩反馈来看，这些辅助工具教学效果良好。
　　（5）使用双语教学。
　　由于作为国际通用性职业，应加大在本科教学中开展双语教学的规模，而且双语教学是教育部提出的在新形势下推进教学改革、提高教学质量的重要举措之一，也是全面提升素质教育的有益尝试。通过要求学生阅读电气与工程师协会（IEEE）电力系统汇刊、国际大电网会议（CIGRE）会刊，针对电力系统并网、发电机励磁方式等内容，查阅相关文献并写出英文读书报告，作为考核标准之一。
　　四、结束语
　　随着科技的进步和的发展，课程教学改革的路还很长，需要继续探索和实践，使之不断完善，现有如下设想。
　　进一步提高教师的专业素质，组织教师积极申报有关的科研项目，把自己的科研工作与教学工作密切结合起来，培养学生的科研态度和科研能力，教给他们科研方法，更好地为教学服务。
　　在教学过程中要有计划地、积极地引导学生参与实践活动，在实践活动中获得知识，提高能力。加大学校与企事业单位合作，建立校外培训基地，通过实践活动提高专业技术能力，为适应今后的工作做好准备。
　　为了扩大学生的知识面，教师应联系本学科领域的最新动态教学，使学生了解本学科的发展动向，激发他们解决学术问题和实际问题的兴趣。指导学生阅读与电力系统自动化有关的学术期刊，并鼓励学生写读书报告及小论文，定期相互讨论。
　　
　　参考文献：
　　[1]杨冠城.电力系统自动装置原理(第四版)[M].北京:中国电力出版社,2010.
　　[2]阎立钦.创新教育:面向21世纪我国教育改革与发展的抉择[M].北京:教育科学出版社,1999．
　　[3]叶立群,潘懋元,王伟廉.学[M].福州:福建教育出版社,2003.
　　[4]夏明超,高沁翔.《电力系统自动化》教学中实施创造性教育的探索[J].中国电力教育,2008,(22):55-56.

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